CN116471002B - 一种工业互联网数据传输方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种工业互联网数据传输方法及系统，首先根据数据获取要求调取对应的数据作为待发送数据。其次根据待发送数据的总信息量选取多个数据传输质量符合预设条件的数据传输通道。然后根据各数据传输通道能够传输的信息量对待发送数据的总信息量进行数据切片处理，获得各数据传输通道对应的数据包。最后按照数据获取请求中的数据接收开始时间通过各数据传输通道向工业服务终端输送对应的数据包。本发明根据待发送数据的总信息量确定数据传输质量最高的数据传输通道的个数，根据每个数据传输通道能够传输的能力进行切片获得对应的数据包，最后通过各数据传输通道向工业服务终端输送对应的数据包，综合考虑了数据接收时间以及数据传输的安全性。

Description

一种工业互联网数据传输方法及系统
技术领域
本发明属于工业互联网数据传输技术领域，具体涉及一种工业互联网数据传输方法及系统。
背景技术
工业互联网(Industrial Internet)是新一代信息通信技术与工业经济深度融合的新型基础设施、应用模式和工业生态，通过对人、机、物、系统等的全面连接，构建起覆盖全产业链、全价值链的全新制造和服务体系，为工业乃至产业数字化、网络化、智能化发展提供了实现途径。
在工业互联网中会产生很多数据，在对这些数据进行传输过程中，通常是通过数据传输通道进行数据传输，但现有技术方案都是通过一个数据传输通道进行数据传输，由于数据传输通道存在实际输送速率限制，因此输送设定信息量的数据时，则会花费大量传输时间，另外也没有考数据传输通道的安全性。
发明内容
基于上述技术问题，本发明提供一种工业互联网数据传输方法及系统，以实现利用多个数据传输质量符合预设条件的数据传输通道进行数据传输，相比于单通道数据传输而言，不仅提高数据传送时间，还提高了数据传输的安全性。
本发明提供一种工业互联网数据传输方法，所述方法由工业互联网服务中心执行，所述方法包括：
步骤S1：获取工业服务终端发送的数据获取请求；所述数据获取请求包括：数据获取要求、数据接收开始时间以及最长接收时间。
步骤S2：根据所述数据获取请求中的所述数据获取要求调取对应的数据，作为待发送数据。
步骤S3：根据所述待发送数据的总信息量从待选通道集合中选取多个数据传输质量符合预设条件的数据传输通道存入已选通道集合。
步骤S4：根据已选通道集合中各数据传输通道能够传输的信息量对所述待发送数据的总信息量进行数据切片处理，获得各数据传输通道对应的数据包。
步骤S5：按照所述数据获取请求中的所述数据接收开始时间通过各数据传输通道向工业服务终端输送对应的数据包。
可选地，所述根据待发送数据的总信息量从待选通道集合中选取多个数据传输质量符合预设条件的数据传输通道存入已选通道集合，具体包括：
步骤S31：从待选通道集合中选取数据传输质量最高的数据传输通道作为待进行数据传输的数据传输通道，将待进行数据传输的数据传输通道从待选通道集合中剔除，并存入已选通道集合。
步骤S32：计算数据传输质量最高的数据传输通道在最长接收时间内能够传输的信息量Qt。
步骤S33：根据QS＝QZ-Qt计算剩余信息量；其中，QS表示剩余信息量，QZ表示待发送数据的总信息量。
步骤S34：判断剩余信息量是否小于或等于零；如果剩余信息量大于零，则令QZ＝QS，返回“步骤S31”；如果剩余信息量小于或等于零，则执行“步骤S4”。
可选地，计算各数据传输通道对应的数据传输质量，具体包括：
获取各数据传输通道的实际传输速率。
根据传输安全参数确定各数据传输通道对应的安全传输系数。
根据各数据传输通道对应的安全传输系数和实际传输速率确定各数据传输通道对应的数据传输质量。
可选地，所述方法还包括：
判断各数据传输通道对应的数据传输质量是否大于零；如果各数据传输通道对应的数据传输质量大于零，则将大于零的各数据传输通道存入待选通道集合。
可选地，根据所述数据获取请求中的所述数据获取要求调取对应的数据，作为待发送数据，具体包括：
根据所述数据获取请求中的所述数据获取要求确定获取数据路径。
根据所述获取数据路径访问数据列表，并从数据列表中调取对应的数据，作为待发送数据。
本发明还提供一种工业互联网数据传输系统，所述系统包括：
获取模块，用于获取工业服务终端发送的数据获取请求；所述数据获取请求包括：数据获取要求、数据接收开始时间以及最长接收时间；
待发送数据确定模块，用于根据所述数据获取请求中的所述数据获取要求调取对应的数据，作为待发送数据。
已选通道集合确定模块，用于根据所述待发送数据的总信息量从待选通道集合中选取多个数据传输质量符合预设条件的数据传输通道存入已选通道集合。
数据包确定模块，用于根据已选通道集合中各数据传输通道能够传输的信息量对所述待发送数据的总信息量进行数据切片处理，获得各数据传输通道对应的数据包。
数据输送确定模块，用于按照所述数据获取请求中的所述数据接收开始时间通过各数据传输通道向工业服务终端输送对应的数据包。
可选地，所述已选通道集合确定模块，具体包括：
已选通道集合确定单元，用于从待选通道集合中选取数据传输质量最高的数据传输通道作为待进行数据传输的数据传输通道，将待进行数据传输的数据传输通道从待选通道集合中剔除，并存入已选通道集合。
信息量计算单元，用于计算数据传输质量最高的数据传输通道在最长接收时间内能够传输的信息量Qt。
剩余信息量计算单元，用于根据QS＝QZ-Qt计算剩余信息量；其中，QS表示剩余信息量，QZ表示待发送数据的总信息量。
判断单元，用于判断剩余信息量是否小于或等于零；如果剩余信息量大于零，则令QZ＝QS，返回“已选通道集合确定单元”；如果剩余信息量小于或等于零，则执行“数据包确定模块”。
可选地，所述系统还包括：
数据传输质量计算模块，用于计算各数据传输通道对应的数据传输质量。
可选地，所述数据传输质量计算模块，具体包括：
获取单元，用于获取各数据传输通道的实际传输速率。
安全传输系数确定单元，用于根据传输安全参数确定各数据传输通道对应的安全传输系数。
数据传输质量确定单元，用于根据各数据传输通道对应的安全传输系数和实际传输速率确定各数据传输通道对应的数据传输质量。
本发明还提供一种工业互联网数据传输系统，所述系统包括：
至少一个工业服务终端，用于发送数据获取请求。
工业互联网服务中心，与各所述工业服务终端连接，用于根据所述数据获取请求采用上述方法向对应的所述工业服务终端发送数据包。
本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：
本发明提供一种工业互联网数据传输方法及系统，首先根据数据获取请求中的所述数据获取要求调取对应的数据，作为待发送数据。其次根据待发送数据的总信息量从待选通道集合中选取多个数据传输质量符合预设条件的数据传输通道存入已选通道集合。然后根据已选通道集合中各数据传输通道能够传输的信息量对待发送数据的总信息量进行数据切片处理，获得各数据传输通道对应的数据包。最后按照数据获取请求中的数据接收开始时间通过各数据传输通道向工业服务终端输送对应的数据包。本发明根据待发送数据的总信息量确定数据传输质量最高的数据传输通道的个数，根据每个数据传输通道能够传输的能力进行切片获得对应的数据包，最后按照数据接收开始时间通过各数据传输通道向工业服务终端输送对应的数据包，综合考虑了数据接收时间以及数据传输的安全性。
附图说明
图1为本发明的一种工业互联网数据传输方法流程图；
图2为本发明的一种工业互联网数据传输系统结构图一；
图3为本发明的一种工业互联网数据传输系统结构图二。
具体实施方式
下面结合具体实施案例和附图对本发明作进一步说明，但本发明并不局限于这些实施例。
实施例1
如图1所示，本发明公开一种工业互联网数据传输方法，所述方法由工业互联网服务中心执行，所述方法包括：
步骤S1：获取工业服务终端发送的数据获取请求；所述数据获取请求包括：数据获取要求、数据接收开始时间以及最长接收时间。
步骤S2：根据所述数据获取请求中的所述数据获取要求调取对应的数据，作为待发送数据。
步骤S3：根据所述待发送数据的总信息量从待选通道集合中选取多个数据传输质量符合预设条件的数据传输通道存入已选通道集合。
步骤S4：根据已选通道集合中各数据传输通道能够传输的信息量对所述待发送数据的总信息量进行数据切片处理，获得各数据传输通道对应的数据包。
步骤S5：按照所述数据获取请求中的所述数据接收开始时间通过各数据传输通道向工业服务终端输送对应的数据包。
下面对各个步骤进行详细论述：
步骤S1：获取工业服务终端发送的数据获取请求；其中，数据获取请求包括：数据获取要求、数据接收开始时间以及最长接收时间。
在本发明的一个实施例中，工业服务终端可以为电厂内的电网终端，工业互联网服务中心为云服务器，电网终端与云服务器相连接，电网终端可以向云服务器发送用户用电表格，还可以向云服务器发送获取信息请求，以使云服务器根据电网终端的请求调取对应的信息；例如，搜索某一用户某年或某月的用电情况或缴费记录等。
在本发明的另一个实施例中，工业服务终端可以为医院的医护终端，工业互联网服务中心为云服务器，医护终端与云服务器相连接，医护终端可以向云服务器发送患者检测资料，还可以向云服务器发送获取信息请求，以使云服务器根据医护终端的请求调取对应的搜索内容；例如，搜索某一病人曾经获得什么疾病，具体检查结果以及用药情况等。
具体地，当工业互联网服务中心同时接收到多个工业服务终端发送的数据获取请求时，则根据数据获取请求内的数据接收开始时间由前到后的顺序进行分析，这样能够有充足的时间确保每个请求都会调取相应的数据。例如：工业互联网服务中心同时接收到A、B、C三个工业服务终端发送的数据获取请求，其中，A的数据接收开始时间为3:00，B的数据接收开始时间为4:00，C的数据接收开始时间为5:00，则工业互联网服务中心优先处理A的数据获取请求。如果存在两个数据获取请求内的数据接收开始时间相同的情况，则任一选取其中一个进行分析；例如：工业互联网服务中心同时接收到A、B、C三个工业服务终端发送的数据获取请求，其中，A的数据接收开始时间为3:00，B的数据接收开始时间为3:00，C的数据接收开始时间为5:00，则工业互联网服务中心任意选取A或B中的数据获取请求进行分析。
本发明中，数据获取要求是根据客户设定的规则进行生成的。另外，一个工业服务终端可能接收多个数据，避免后续出现数据传输堵塞的情况，所以本发明在进行数据获取之前，上传数据接收开始时间以及最长接收时间，合理安排每次数据查询的时间以及数据输送的时间，避免接收下一次数据时上一数据没有传送完成的问题。
步骤S2：根据所述数据获取请求中的所述数据获取要求调取对应的数据，作为待发送数据，具体包括：
步骤S21：根据所述数据获取请求中的所述数据获取要求确定获取数据路径。
步骤S22：根据所述获取数据路径访问数据列表，并从数据列表中调取对应的数据，作为待发送数据。
步骤S3：根据待发送数据的总信息量从待选通道集合中选取多个数据传输质量符合预设条件的数据传输通道存入已选通道集合，具体包括：
步骤S31：从待选通道集合中选取数据传输质量最高的数据传输通道作为待进行数据传输的数据传输通道，将待进行数据传输的数据传输通道从待选通道集合中剔除，并存入已选通道集合。
步骤S32：计算数据传输质量最高的数据传输通道在最长接收时间内能够传输的信息量Qt。
步骤S33：根据QS＝QZ-Qt计算剩余信息量；其中，QS表示剩余信息量，QZ表示待发送数据的总信息量。
步骤S34：判断剩余信息量是否小于或等于零；如果剩余信息量大于零，则令QZ＝QS，返回“步骤S31”；如果剩余信息量小于或等于零，则执行“步骤S4”。
步骤S4：根据已选通道集合中各数据传输通道能够传输的信息量对所述待发送数据的总信息量进行数据切片处理，获得各数据传输通道对应的数据包。
本发明中，根据根据数据获取请求中的最长接收时间和实际传输速率以及带宽来计算已选通道集合中各数据传输通道能够传输的信息量，然后根据各数据传输通道计算的信息量对所述待发送数据的总信息量进行数据切片处理获得各数据传输通道对应的数据包，以使后续在保证能完成数据传输的情况下，尽可能实现各数据传输通道最大化利用，还能减少各数据传输通道选择的个数。
作为一种可选地实施方式，本发明还包括：步骤S6：计算各数据传输通道对应的数据传输质量，具体包括：
步骤S61：获取各数据传输通道的实际传输速率。本发明可以采用间断性的获取实际传输速率，还可以采用实时获取实际传输速率，优选为实时获取，这样能及时了解每个数据传输通道内的实际传输速率是否发生变化，尽可能使每个数据传输通道最大化传输数据。
步骤S62：根据传输安全参数确定各数据传输通道对应的安全传输系数。在本实施例中，安全传输系数包括：传输通道故障、传输通道拥堵、传输的数据容易被盗和传输无效数据中至少一者；所述无效数据包括数据突变、数据丢失和数据新增的情况。本发明可采用线性拟合的方法根据传输安全参数中各数据来确定各数据传输通道对应的安全传输系数；还可以基于安全传输系数中各参数采用神经网络训练的方法来确定各数据传输通道对应的安全传输系数，具体过程在此不再逐一赘述。
步骤S63：根据各数据传输通道对应的安全传输系数和实际传输速率确定各数据传输通道对应的数据传输质量，具体计算公式为：
其中，Mi表示第i个数据传输通道对应的数据传输质量，ui表示第i个数据传输通道对应的实际传输速率，si表示第i个数据传输通道对应的安全传输系数，ub表示实际传输阈值，sb表示安全传输阈值，k1和k2表示常规系数，relu函数用于把负数置为0的函数。
本实施例中，根据各数据传输通道对应的安全传输系数和实际传输速率确定各数据传输通道对应的数据传输质量，也就是说，本发明综合考虑了数据传输通道传输数据的安全以及实际传输速率，综合评估了每个数据传输通道对应的数据传输质量，从多个数据传输通道中选取多个最优的数据传输通道进行数据传输，这样不仅能够保证数据安全进行传输，还能够提高数据输送效率。
作为一种可选地实施方式，所述方法还包括：步骤S7：判断各数据传输通道对应的数据传输质量是否大于零；如果各数据传输通道对应的数据传输质量大于零，则将大于零的各数据传输通道存入待选通道集合；如果各数据传输通道对应的数据传输质量等于零，则删除小于或等于零的各数据传输通道。也就是说，如果出校数据传输质量等于零的情况时，则可能会出现数据传输不安全的问题，还有一种可能是该数据传输通道传输数据小于或等于实际传输阈值，所以本发明抛开以上两种情况，认为以上两种情况则不符合实际需求。
本实施例中，由于不同数据传输通道的实际传输速率以及带宽不同，所以不同信号传输通道在相同时间内，所能传输的信息量必然不同，如果采用平均取值计算的方式，则会部分数据传输通道无法在一定时间内传送设定目标信息量，甚至还有一部分数据传输通道则会出现过早传输完毕，进而导致数据传输通道空闲的问题，因此会影响整个数据传输的效果，而本发明为了克服上述问题，首先根据待发送数据的总信息量从待选通道集合中选取多个数据传输质量符合预设条件的数据传输通道，然后根据已选通道集合中各数据传输通道能够传输的信息量对所述待发送数据的总信息量进行数据切片处理，获得各数据传输通道对应的数据包。最后按照所述数据获取请求中的所述数据接收开始时间通过各数据传输通道向工业服务终端输送对应的数据包，让每个信号传输通道都能以最大限度进行传输数据包，即能保证在最长接收时间内完成数据传输，还能够使每个数据传输通道不空闲，充分使每个数据传输通道的使用率达到最大化。通过多个数据传输通道进行数据传输，进一步提高了数据传输的速率。
实施例2
如图2所示，本发明还提供一种工业互联网数据传输系统，所述系统包括：
获取模块201，用于获取工业服务终端发送的数据获取请求；所述数据获取请求包括：数据获取要求、数据接收开始时间以及最长接收时间；
待发送数据确定模块202，用于根据所述数据获取请求中的所述数据获取要求调取对应的数据，作为待发送数据。
已选通道集合确定模块203，用于根据所述待发送数据的总信息量从待选通道集合中选取多个数据传输质量符合预设条件的数据传输通道存入已选通道集合。
数据包确定模块204，用于根据已选通道集合中各数据传输通道能够传输的信息量对所述待发送数据的总信息量进行数据切片处理，获得各数据传输通道对应的数据包。
数据输送确定模块205，用于按照所述数据获取请求中的所述数据接收开始时间通过各数据传输通道向工业服务终端输送对应的数据包。
作为一种可选地实施方式，本发明所述已选通道集合确定模块203，具体包括：
已选通道集合确定单元，用于从待选通道集合中选取数据传输质量最高的数据传输通道作为待进行数据传输的数据传输通道，将待进行数据传输的数据传输通道从待选通道集合中剔除，并存入已选通道集合。
信息量计算单元，用于计算数据传输质量最高的数据传输通道在最长接收时间内能够传输的信息量Qt。
剩余信息量计算单元，用于根据QS＝QZ-Qt计算剩余信息量；其中，QS表示剩余信息量，QZ表示待发送数据的总信息量。
判断单元，用于判断剩余信息量是否小于或等于零；如果剩余信息量大于零，则令QZ＝QS，返回“已选通道集合确定单元”；如果剩余信息量小于或等于零，则执行“数据包确定模块”。
作为一种可选地实施方式，本发明所述系统还包括：
数据传输质量计算模块，用于计算各数据传输通道对应的数据传输质量。
作为一种可选地实施方式，本发明所述数据传输质量计算模块，具体包括：
获取单元，用于获取各数据传输通道的实际传输速率。
安全传输系数确定单元，用于根据传输安全参数确定各数据传输通道对应的安全传输系数。
数据传输质量确定单元，用于根据各数据传输通道对应的安全传输系数和实际传输速率确定各数据传输通道对应的数据传输质量。
与实施例1相同的部分在此不再追一赘述，具体详见实施例1。
实施例3
如图3所示，本发明还提供一种工业互联网数据传输系统，所述系统包括：
至少一个工业服务终端301，用于发送数据获取请求。
工业互联网服务中心302，与各所述工业服务终端301连接，用于根据所述数据获取请求采用实施例1中的方法向对应的所述工业服务终端301发送数据包。
与实施例1相同的部分在此不再追一赘述，具体详见实施例1。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种工业互联网数据传输方法，其特征在于，所述方法由工业互联网服务中心执行，所述方法包括：
步骤S1：获取工业服务终端发送的数据获取请求；所述数据获取请求包括：数据获取要求、数据接收开始时间以及最长接收时间；
步骤S2：根据所述数据获取请求中的所述数据获取要求调取对应的数据，作为待发送数据；
步骤S3：根据所述待发送数据的总信息量从待选通道集合中选取多个数据传输质量符合预设条件的数据传输通道存入已选通道集合；
步骤S4：根据已选通道集合中各数据传输通道能够传输的信息量对所述待发送数据的总信息量进行数据切片处理，获得各数据传输通道对应的数据包；
步骤S5：按照所述数据获取请求中的所述数据接收开始时间通过各数据传输通道向工业服务终端输送对应的数据包；
计算各数据传输通道对应的数据传输质量，具体包括：
获取各数据传输通道的实际传输速率；
根据传输安全参数确定各数据传输通道对应的安全传输系数；
根据各数据传输通道对应的安全传输系数和实际传输速率确定各数据传输通道对应的数据传输质量，具体计算公式为：
其中，Mi表示第i个数据传输通道对应的数据传输质量，ui表示第i个数据传输通道对应的实际传输速率，si表示第i个数据传输通道对应的安全传输系数，ub表示实际传输阈值，sb表示安全传输阈值，k1和k2表示常规系数，relu函数用于把负数置为0的函数。
2.根据权利要求1所述的一种工业互联网数据传输方法，其特征在于，所述根据待发送数据的总信息量从待选通道集合中选取多个数据传输质量符合预设条件的数据传输通道存入已选通道集合，具体包括：
步骤S31：从待选通道集合中选取数据传输质量最高的数据传输通道作为待进行数据传输的数据传输通道，将待进行数据传输的数据传输通道从待选通道集合中剔除，并存入已选通道集合；
步骤S32：计算数据传输质量最高的数据传输通道在最长接收时间内能够传输的信息量Qt；
步骤S33：根据QS＝QZ-Qt计算剩余信息量；其中，QS表示剩余信息量，QZ表示待发送数据的总信息量；
步骤S34：判断剩余信息量是否小于或等于零；如果剩余信息量大于零，则令QZ＝QS，返回“步骤S31”；如果剩余信息量小于或等于零，则执行“步骤S4”。
3.根据权利要求1所述的一种工业互联网数据传输方法，其特征在于，所述方法还包括：
判断各数据传输通道对应的数据传输质量是否大于零；如果各数据传输通道对应的数据传输质量大于零，则将大于零的各数据传输通道存入待选通道集合。
4.根据权利要求1所述的一种工业互联网数据传输方法，其特征在于，根据所述数据获取请求中的所述数据获取要求调取对应的数据，作为待发送数据，具体包括：
根据所述数据获取请求中的所述数据获取要求确定获取数据路径；
根据所述获取数据路径访问数据列表，并从数据列表中调取对应的数据，作为待发送数据。
5.一种工业互联网数据传输系统，其特征在于，所述系统包括：
获取模块，用于获取工业服务终端发送的数据获取请求；所述数据获取请求包括：数据获取要求、数据接收开始时间以及最长接收时间；
待发送数据确定模块，用于根据所述数据获取请求中的所述数据获取要求调取对应的数据，作为待发送数据；
数据传输质量计算模块，用于计算各数据传输通道对应的数据传输质量，具体包括：
获取单元，用于获取各数据传输通道的实际传输速率；
安全传输系数确定单元，用于根据传输安全参数确定各数据传输通道对应的安全传输系数；
数据传输质量确定单元，用于根据各数据传输通道对应的安全传输系数和实际传输速率确定各数据传输通道对应的数据传输质量，具体计算公式为：
其中，Mi表示第i个数据传输通道对应的数据传输质量，ui表示第i个数据传输通道对应的实际传输速率，si表示第i个数据传输通道对应的安全传输系数，ub表示实际传输阈值，sb表示安全传输阈值，k1和k2表示常规系数，relu函数用于把负数置为0的函数；
已选通道集合确定模块，用于根据所述待发送数据的总信息量从待选通道集合中选取多个数据传输质量符合预设条件的数据传输通道存入已选通道集合；
数据包确定模块，用于根据已选通道集合中各数据传输通道能够传输的信息量对所述待发送数据的总信息量进行数据切片处理，获得各数据传输通道对应的数据包；
数据输送确定模块，用于按照所述数据获取请求中的所述数据接收开始时间通过各数据传输通道向工业服务终端输送对应的数据包。
6.根据权利要求5所述的一种工业互联网数据传输系统，其特征在于，所述已选通道集合确定模块，具体包括：
已选通道集合确定单元，用于从待选通道集合中选取数据传输质量最高的数据传输通道作为待进行数据传输的数据传输通道，将待进行数据传输的数据传输通道从待选通道集合中剔除，并存入已选通道集合；
信息量计算单元，用于计算数据传输质量最高的数据传输通道在最长接收时间内能够传输的信息量Qt；
剩余信息量计算单元，用于根据QS＝QZ-Qt计算剩余信息量；其中，QS表示剩余信息量，QZ表示待发送数据的总信息量；
判断单元，用于判断剩余信息量是否小于或等于零；如果剩余信息量大于零，则令QZ＝QS，返回“已选通道集合确定单元”；如果剩余信息量小于或等于零，则执行“数据包确定模块”。
7.一种工业互联网数据传输系统，其特征在于，所述系统包括：
至少一个工业服务终端，用于发送数据获取请求；
工业互联网服务中心，与各所述工业服务终端连接，用于根据所述数据获取请求采用权利要求1-4任一项所述的方法向对应的所述工业服务终端发送数据包。
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